Fisiologia

Respirar é mover ar para dentro (inspiração) e para fora (expiração) dos pulmões, e isso acontece por diferença de pressão: o ar sempre vai da pressão maior para a menor. Na inspiração, o diafragma desce e os músculos intercostais externos elevam as costelas, aumentando o volume do tórax; pela lei de Boyle, mais volume significa menos pressão, então a pressão dentro dos alvéolos cai abaixo da atmosférica (760 mmHg) e o ar é puxado para dentro. Na expiração de repouso, esses músculos relaxam e o pulmão se retrai elasticamente, o volume diminui, a pressão interna sobe e o ar sai sozinho. Em uma respiração tranquila, cada ciclo move cerca de 500 mL de ar (o volume corrente).

No alvéolo, o oxigênio e o gás carbônico passam por difusão simples, sem gasto de energia: cada gás se move da área onde sua pressão parcial é maior para onde é menor. O O₂ tem pressão de cerca de 104 mmHg no alvéolo e só 40 mmHg no sangue que chega, então ele atravessa a membrana respiratória e entra no sangue. O CO₂ faz o caminho oposto: está em cerca de 45 mmHg no sangue e 40 mmHg no alvéolo, saindo do sangue para o ar. O gradiente do CO₂ é bem menor, mas ele se dissolve cerca de 20 vezes mais fácil que o O₂, então as duas trocas acontecem em velocidade parecida.

O oxigênio quase não se dissolve no plasma: só cerca de 1,5% é transportado assim, e o restante (cerca de 98,5%) viaja preso à hemoglobina dentro das hemácias. Cada molécula de hemoglobina tem quatro grupos heme, com ferro, e por isso pode carregar até quatro moléculas de oxigênio; quando todos estão ocupados, dizemos que ela está saturada. Nos pulmões, onde a pressão de oxigênio é alta, o oxigênio se liga à hemoglobina (oxi- hemoglobina, vermelho-vivo). Nos tecidos, onde a pressão é baixa, ela solta o oxigênio para as células. Em pessoas saudáveis, a saturação costuma ficar entre 95% e 99%.

A circulação pulmonar leva o sangue venoso (pobre em oxigênio) até os alvéolos para fazer a troca gasosa: libera gás carbônico e capta oxigênio. Para funcionar bem, a quantidade de ar que chega aos alvéolos (ventilação, V) precisa estar equilibrada com a quantidade de sangue que passa pelos capilares (perfusão, Q). Esse equilíbrio é a relação ventilação- perfusão (V/Q), que num pulmão saudável vale cerca de 1 na região central. Por ação da gravidade, a base recebe mais ar e mais sangue que o ápice, mas como a perfusão aumenta mais, a base tem V/Q mais baixo e o ápice mais alto. Quando V e Q ficam desproporcionais, a troca de gases piora.